石油化工管道工程质量通病与防治措施解析

“第五编石油化工管道的故障检修“TOUQ。第五编石油化工管道的故障检修影响材料冲击韧性的因素很多，材料本身的各种缺陷（如裂纹、白点、夹杂、偏析、气孔、疏松、过烧等）和工作温度导致的各种脆性（如冷脆、热脆、蓝脆、红脆等）都会导致材料冲韧性的下降。因此，通过冲击试验可以评判这些缺陷对材料性能的影响。（三）硬度检验硬度试验指标与冲击韧性指标一样，并不能直接用于材料的强度计算，而是用来反映材料在加工过程中的组织变化、热处理效果、加工或焊接残余应力的存在程度等特性的定性判断指标。一般来说，金相组织中的马氏体硬度高于珠光体，珠光体的硬度高于铁素体，铁素体的硬度高于奥氏体。材料进行不同的热处理，得到的组织也不一样，故热处理对材料硬度的影响实际上是反映材料的金相组织和金相结构对硬度的影响。对于奥氏体不锈中的奥氏体，因为它有大量的合金元素存在，故其硬度要高于铁素体；化学成分中，碳对材料硬度的影响最直接。材料中的碳含量越大，其硬度越高。除碳含量以外，大多数合金元素都会使材料的硬度升高；加工残余应力与焊接残应力的存在对材料的硬度也将产生影响，加工残余应力与焊接残余应力值越大，硬度越高。实验表明，材料的硬度与其强度存在着一定的比例关系。对黑色金属材料来说，其抗拉强度近似等于三分之一的布氏硬度值。正因为影响材料硬度的因素较多，故工程上在很多场合下常通过检验硬度来定性了解材料的化学成分、组织状态、热处理效果及加工或焊接残余应力存在的程度等。又因为它操作简便，成本较低，又属于非破坏性试验（即可直接在成品上进行试验），因此在材料加工过程和现场施工检验中得到了广泛的应用。目前，已出现的硬度试验方法有很多，但工程上常用的试验方法有布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法和维氏硬度试验法三种。“、“提出而得名。它是利用角度为3/65的金刚石四方锥体作为压头，通过加载使其压入试样表面，然后计量压痕对角线长度，并通过计算单位压痕面积上所受载荷大小来确定其硬度值。其硬度值用“”后面跟硬度数值来表示。由于维氏硬度试验中采用了固定角度的压头，其压力角是恒定的。当施加载荷变化时，其压痕的几何形状相似且符合比例关系，故无论采用什么载荷值，其测得的硬度相同，但相关的标准中还是给出了系列荷载以简化换算关系。试验时间对黑色金属来说一般为3439，对有色金属一般为9左右。不难看出，维氏硬度试验法吸取了布氏硬度和洛氏硬度试验法的优点，即它采用了较硬的压头，既可测量较硬材料的硬度，又可测量较软材料的硬度。对于不同硬度的材料，它克服了洛氏硬度试验中须更换压头材料从而造成测到的结果无法比较的缺点。但是维氏硬度试验法也不能直接从试验机上读出硬度值，需要查表计算，故测量效率较低。由于维氏硬度试验法所具有的优点，它常用在相应的研究试验室中。第五编石油化工管道的故障检修为了便于设计人员查对，本章附录“中给出了部分布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的对照表。三、耐腐蚀性试验石油化工生产过程中涉及到的腐蚀介质是很多的。我们已经知道，不同的材料对相同的介质，或者不同的介质对同一种材料，其腐蚀机理和腐蚀形态是不相同的。即使同一种材料在同一介质中，因介质的温度、压力、浓度、流态等不同，其腐蚀机理和腐蚀形态也是不同的。这些因素耦合的结果导致了许多浩繁的材料腐蚀环境，而这样的每个耦合环境都需要通过试验来判定材料的耐蚀问题，因此可以说，这一类的试验方法是十分浩繁的。但是，工程上要做的腐蚀试验并不多，而大多数的腐蚀试验是在试验研究中进行的，或者是在实际生产中实测并进行数据分析和经验积累的。工程设计中往往是借助于这些试验研究数据或实测数据进行材料选择的，只有当由于制造或施工过程中可能会引起材料耐蚀性的变化时，设计人员才可能提出做一些腐蚀试验。这类腐蚀试验主要包括晶间腐蚀试验和应力腐蚀试验两种。（一）晶间腐蚀试验可发生晶间腐蚀的材料环境组合在石油化工生产中有很多，除不锈钢外，铝及其合金、镍合金、镁合金等材料在特定的腐蚀环境下都可以发生晶间腐蚀，但是工程上遇到最多的是奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题，故在此仅介绍奥氏体不锈钢的晶间腐蚀试验。8。除此之外，在探伤时还应在被检件表面上涂一层耦合剂，以增加探头与被检件接触面间的透射率。我国现行的超声波探伤应用标准较多，如“为“铁素体钢管道缺陷评定规程及验收准则”。该标准是目前国际上最具有代表性的用于压力管道缺陷评定的规范，并在国际上得到广泛应用。该规范在大量试验研究、数据计算和理论分析的基础上，把复杂的断裂力学计算简化为方便的图表和简单计算公式，极大地方便了工程技术人员的应用。随着含缺陷压力管道评定方法研究的进展，相应的分析计算软件和专家神经网络系统也在不断出现。我国的压力管道评定研究工作刚刚起步，其中南京化工大学机械工程学院、华东理工大学、浙江工业大学机电学院等一些研究人员已做了大量的工作。相信不久的将来，我国的含缺陷压力管道评定方法、评定程序、专家网络系统会在工程上得到应用。应该说，大多数石油化工用压力管道在使用中并非仅遭受单一的损伤，往往是两种或多种损伤并存，并发生交互作用。例如，管道材料在蠕变的过程中常伴随着相变，应力腐蚀开裂常伴随着均匀腐蚀的发生等等。在解决工程上的问题时，应全面考虑各因素，综合分析，并充分考虑其交互作用的结果，最终给出一个可靠的判定。第三节压力管道事故的呈报及分析压力管道安全管理与监察规定第八条第九款规定“压力管道使用单位应按有关规定及时如实地向主管部门和当地劳动行政部门报告压力管道事故，并协助做好事故调查和善后处理工作。”按此规定要求，压力管道使用单位除应及时向主管部门和当地劳动行政部门如实报告压力管道事故外，还应着重做好事故的调查分析工作，查清事故发生的真正原因，并采取相应对策，以防类似事故再次发生。因为查找事故发生的原因时涉及到了87）。此方法的优点是考虑了最大腐蚀深度两侧材料的承力增强效应，适当地减少了不必要的保守度。（“）采用41789方法评价管道剩余强度。41789方法基本原理是假设沿管体的一周截掉截面形状为轴向417的一个环形体；按照轴对称结构，用二维弹塑性有限元（89）进行计算，得出管子极限承压,能力。第五编石油化工管道的故障检修图“缺陷检测截面网络及）“（81）1）；管道在点的海拔高度，；管道在点的海拔高度，；（“8）抽品密度，汽油取1，故密闭钻孔器各部件的承压能力可取0，若放油压力值较高，应仔细检查控制阀门的启闭性能和钻孔器填料的密封性能，以防钻孔后油品向外喷射。密闭钻孔放油。在管道泄漏处开挖工作坑，检查油气浓度是否在爆炸极限之外，用无机素土掩埋油迹并喷洒泡沫灭火剂，在待切割的管道上焊接阀门短接，在阀门短接里放入钻头定位环，将控制阀门与阀门短接拧紧后，打开控制阀门，放入带导杆的钻头，拧紧封闭短管，在封闭短管上部的封闭塞内放入填料（用滑油浸泡过的石棉绳），并用压盖压紧，使填料与钻杆紧密接触，将钻杆与钻机卡紧，密闭钻孔器组装完毕（见图“0）。密闭钻孔器接通电源开始钻孔，待钻透后，将钻头提到最高点，关闭控制阀，拆除控制阀以上钻孔使用的各零件，换装放油短管和“0胶管。将胶管另一端放入油罐车8第五编石油化工管道的故障检修图“钻孔器装置内，逐渐打开阀门，油品自流进入油罐（见图“）。在油品不能流出时，用电动螺杆泵或其它油泵将管内存油抽空，钻孔放油完毕。图“放油装置切除旧管。旧管切除长度根据管道受损情况决定（通常为,“（6“）5型减阻剂，5年取得专利，5545年间应用于美国A9B9原油管道的越站输送及提高输量方面。/年又研制成功,型减阻剂，比,型的性能成数倍地提高。/年代初，开展了成品油管道的减阻试验，用于汽油、煤油、柴油和CDE、E8D的油品减阻，到/“4型减阻剂的试生产，并在国内原油管道上进行了中型试验，产品性能已达到国外“年代初期水平。,年成都科技大学也发表了4型减阻剂的研制成果，以上两校的试验，都曾采用过柴油和煤油等成品油。8A减阻剂的应用和减阻增输效果（）管道适于应用减阻剂的几种情况。减阻剂发展到目前阶段，尚不能作为一种大量、常年使用的减阻或增输手段，主要的原因是受应用经济性的限制，所以，多在下列情况下，作为一种短期的、权宜性的或特殊处理手段而采用季节性输油任务的波动；“暂时性的输油任务的高峰；根据市场需求时增加输量（这种情况在国内外尤为多见）；管道超过额定输油能力，暂时来不及扩建，或在一定的超额范围内不准备扩建；顺序输送多种油品时，对某种油品减阻输送，以提高全管道系统的输油能力；）减阻剂的使用条件。减阻剂必须在输送的油品中连续注入使用才能有减阻效果。“减阻剂在管道里要避免受油泵、管件、孔板等各种形式的剪切作用；对某些种类的减阻剂而言，管径放大效果很显著；在小管径上得到的试验结果，不适用于较大管径的条件，甚至在管径大到一定程度时，减阻效果极其微弱。油流流态为层流时不宜采用。在紊流的低“值区，存在减阻效果为零的临界雷诺数“；在8AB的柴油试验管道上“CB“。（）使用减阻剂的经济性。使用减阻剂减阻或增输，是一种非工程性的技术措施，不需要扩展原有管道工程规模，不需增设泵站或建管道复线，也不需要更换输油设备即可达到提高管道输送能力的目的；因此，应用减阻剂的工程投资是相当省的，这是采用减阻措施可以简捷而迅速的达到减阻或增输目的优越性所在。但是，减阻剂的耗量与价格是决定采用与否的关键因素，应通过经济论证确定下列问题与其它工程性的增输措施相比是经济的或者是适时的；“使用减阻剂的费用与增输而耗电的费用相比是经济的；选择经济效果显著的特定使用条件油品、季节、站间等对象。“（）计算公式。第五编石油化工管道的故障检修减阻率“（“）公式“（），也可写成6（688），因此2,输量的管道减阻测算中，（）“关系如图所示。图（“）“关系图表为我国78减阻剂对煤油和柴油的减阻试验数据。油品第五编石油化工管道的故障检修表“式中加入浓度极限（即为图中直线截距）；（）“直线的斜率。上式的倒数可写成下式，并可作图如图“/。2第五编石油化工管道的故障检修图“（）关系图“（）（）（“）“（）关系曲线是评定减阻剂减阻效果的一项主要技术资料，也是衡量减阻经济效益的主要依据。“（）与流速（）的关系最优减阻状况的流速与管径有关,管径的最优减阻流速范围在/01之间；,管径的最优减阻流速范围在2/301